高介電常數(shù)低變化率(Ba-,x-Sr-,1-x-)TiO-,3-系電容器陶瓷的研究.pdf

1、本文對(duì)近年來(lái)鈦酸鍶鋇制備技術(shù)進(jìn)行了全面綜述。研究了稀土氧化物(Dy2O3、CeO2、La2O3、Y2O3和Yb2O3等)以及MgO、Bi4Ti3O12和Bi2Sn2O7等組分對(duì)鈦酸鍶鋇電容器陶瓷介電性能和結(jié)構(gòu)的影響，得到了致密度高、氣孔率小，晶粒細(xì)小均勻且耐壓強(qiáng)度較高符合X7R特性的電容器陶瓷。并且研究了制備工藝參數(shù)的影響，利用掃描電鏡(SEM)，X射線衍射分析(XRD)等檢測(cè)方法對(duì)材料的物相組成、顯微結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了研究。以此為依據(jù)探討了

2、摻雜物改性的作用機(jī)理。
　　 本研究主要結(jié)果如下：
　　 在鈦酸鍶鋇基陶瓷中微量摻雜稀土氧化物Dy2O3和Y2O3可以抑制晶粒生長(zhǎng)，產(chǎn)生細(xì)晶效應(yīng)，使得居里峰在整個(gè)工作溫區(qū)內(nèi)彌散展寬，獲得較高的介電常數(shù)和良好的容量溫度特性，并可以大幅度提高鈦酸鋇基陶瓷的耐壓強(qiáng)度。1250℃燒結(jié)含0.6wt％Y2O3的鈦酸鍶鋇陶瓷，其ε≥4000，在-25～80℃范圍內(nèi)，ΔC/C≤20％，擊穿場(chǎng)強(qiáng)E≥6kV/mm。
　　 CeO2和

3、La2O3摻雜的結(jié)果表明這兩種稀土元素對(duì)鈦酸鍶鋇陶瓷的晶粒生長(zhǎng)有一定的抑制作用。CeO2的摻雜量在0.9％，La2O3的摻雜量在0.45％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）左右對(duì)鈦酸鍶鋇陶瓷陶瓷的介電性能有很好的改善作用。但是鑭離子和鈰離子在陶瓷中的離子取代情況有所不同。因而，改善性能的作用不同。CeO2摻雜的陶瓷性能優(yōu)于La2O3摻雜的陶瓷。1250℃燒結(jié)含0.9wt％CeO2的鈦酸鍶鋇陶瓷，其ε≥3000，在-25～80℃范圍內(nèi)，ΔC/C≤35％，擊穿場(chǎng)

4、強(qiáng)E≥4kV/mm。
　　 Yb2O3的加入沒(méi)有改變BST陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)。隨著保溫時(shí)間的增加，陶瓷的介電常數(shù)增大。1250℃燒結(jié)含1.2wt％Yb2O3的鈦酸鍶鋇陶瓷，其ε≥10000，擊穿場(chǎng)強(qiáng)E≥7kV/mm。
　　 MgO摻雜后的樣品的介電峰被壓抑和展寬，表現(xiàn)出擴(kuò)散相變。從XRD譜圖可知，MgO樣品仍為單一的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。1250℃燒結(jié)含0.2wt％MgO的鈦酸鍶鋇陶瓷，其ε≥4500，在-25～80℃范圍內(nèi)，ΔC/C

5、≤25％，擊穿場(chǎng)強(qiáng)E≥6.5kV/mm。
　　 研究表明，Bi4Ti3O12、Bi2Sn2O7兩種摻雜物包裹晶粒和填充晶粒間，構(gòu)成瓷體的復(fù)雜非均勻結(jié)構(gòu)。這兩種異相對(duì)(Ba，Sr)TiO3鐵電相有制約作用，使B位陽(yáng)離子所處的勢(shì)阱深度變淺，在寬廣的溫度范圍內(nèi)極化易被電場(chǎng)所定向，表現(xiàn)為ε-T特性曲線較平坦。1150℃燒結(jié)含30wt％Bi2Sn2O7的鈦酸鍶鋇陶瓷，其ε≥1500，在-55～125℃范圍內(nèi)，ΔC/C≤15％。